プラネタリギヤユニットの強制潤滑機構
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラネタリギヤユニットの強制潤滑機構に係り、詳しくは、キャリヤの内部を貫通する潤滑油路を形成し、この潤滑油路を介して、ピニオンの内周に潤滑油を供給する強制潤滑機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の自動変速機に組み込まれたプラネタリギヤユニット１１は、例えば図４に示すように、出力軸５の回りに配設したサンギヤ２５、キャリヤ２１、ピニオン２２及びリングギヤ２３の各回転要素を備えてなり、ピニオン２２に対する潤滑は、遠心力を利用して行っている。
【０００３】出力軸５には、軸方向の油路５ａと径方向の油路５ｂ，５ｃ，５ｄとが形成されており、出力軸５の外周には、サンギヤ２５が被嵌され、キャリヤ２１のボス部２１ａがスプライン結合され、また、リングギヤ２３のハブ部２３ａが係合されている。
【０００４】サンギヤ２５とリングギヤ２３とに噛合するピニオン２２は、キャリヤ２１のピン２１ｂに装着したニードルベアリング２２ａによって回動自在に支持されており、ピン２１ｂには、軸方向の油穴２１ｃとこれに連通してニードルベアリング２２ａに向けて開口する油穴２１ｄとが形成されている。また、油穴２１ｃの入口には、オイルリザーバ２１ｋが取り付けられている。
【０００５】そして、プラネタリギヤユニット１１の回転要素が作動するとき、ピニオン２２の内周に供給される潤滑油は、出力軸５の油路５ａ，５ｃを介して出力軸５の外周側に供給され、これに作用する遠心力によって、相互に隣接するボス部２１ａとハブ部２３ａとの間に介装されたスラストベアリング２３ｂを通過し、つづいてオイルリザーバ２１ｋにガイドされてピン２１ｂの油穴２１ｃに導かれ、更に油穴２１ｄを通ってピニオン２２の内周、すなわちニードルベアリング２２ａに供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近時、自動車エンジンの高回転化、高トルク化に伴い、キャリヤに対するピニオンの相対回転速度が上昇し、また、伝達トルクも増大する傾向にある。このためピニオンの内周に更に多くの潤滑油を供給することが必須となったが、遠心力による消極的な潤滑に頼っていたのでは、十分な潤滑油量を供給することが困難であるという問題が発生した。
【０００７】しかし、潤滑油量を増加するために積極的に強制潤滑するときは、出力軸にスプライン結合しているキャリヤのボス部に油穴を穿設することが必要であり、油穴の穿設は、ボス部と軸との連結強度を低下させることになる。また、連結強度の低下を防ぐためにボス部の軸方向の長さを伸ばして連結長さを延長することが考えられるが、このときは、リングギヤの装着位置をずらさねばならず、プラネタリギヤユニット全体の軸方向の長さが延長されてしまうという新たな問題が発生するおそれがある。
【０００８】そこで、本発明は、軸にスプライン結合するキャリヤのボス部を軸方向に延長すると共に、ボス部の外周にてリングギヤを回動自在に支持し、かつキャリヤを貫通する潤滑油路を形成することにより、軸とキャリヤとの連結強度を低下させることなく、しかもプラネタリギヤユニットの全体長さを延長することなく、ピニオンの内周に十分な潤滑油量を供給することができるプラネタリギヤユニットの強制潤滑機構を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、軸の外周面においてキャリヤのボス部とリングギヤのハブ部とが軸方向に隣接して配置されると共に、キャリヤが回動自在に支持するピニオンに対し、軸に穿設した油路から潤滑油を供給してなるプラネタリギヤユニットにおいて、軸の外周面にスプラインを形成し、キャリヤのボス部を軸方向に延長して形成し、延長されたボス部をスプラインに係合し、延長されたボス部の外周面にハブ部を係合してリングギヤを回動自在に支持し、キャリヤを貫通する潤滑油路を形成し、潤滑油路の一端を延長されたボス部の軸方向の中途にて軸の油路に向けて開口すると共に潤滑油路の他端をピニオンの内周に向けて開口してなることを特徴とする。
【００１０】
【作用】以上の構成に基づき、軸にスプライン結合するキャリヤのボス部の軸方向の長さを延長することにより、ボス部の中途にて開口する潤滑油路を形成しても、軸とキャリヤとの連結長さを長くして、両者の連結強度を強くすることができる。
【００１１】また、キャリヤのボス部を延長しても、これに隣接するリングギヤのハブ部をボス部の外周面に係合してキャリヤを回動自在に支持することにより、ボス部とハブ部との一部を重層させることができるから、プラネタリギヤユニット全体が軸方向に延長されることはない。
【００１２】更に、キャリヤを貫通する潤滑油路は、一端がボス部の軸方向の中途にて開口しており、その前後においてはボス部と軸とがスプライン結合していて油密が保たれるから、潤滑油は、ここから漏洩することがなく、潤滑油路の他端が開口するピニオンの内周に有効に供給することができる。
【００１３】
【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例について説明する。
【００１４】なお、以下においては、本発明を図２に示すフロントプラネタリギヤユニット１１に適用した実施例を説明する。
【００１５】まず、フロントプラネタリギヤユニット１１を装着した自動変速機１について、図２に沿ってその概要を説明するに、自動変速機１は、同心状に配置したＯＤ入力軸２、入力軸３及び出力軸５を有しており、ＯＤ入力軸２上には、ロックアップクラッチ６を備えたトルクコンバータ７と、ＯＤプラネタリギヤユニット９からなる副変速ユニット１０とが配設され、一方、出力軸５上には、フロントプラネタリギヤユニット１１とリヤプラネタリギヤユニット１２とからなる主変速ユニット１３が配設されている。なお、これら３組のプラネタリギヤユニット９，１１，１２は、いずれもトランスミッションケース１５の内部に収容されている。
【００１６】ＯＤプラネタリギヤユニット９は、ＯＤ入力軸２に被嵌するサンギヤ１６及びＯＤ入力軸２に直結するキャリヤ１７を有し、キャリヤ１７にはサンギヤ１６に噛合するピニオン１９が軸着され、ピニオン１９には主変速ユニット１３の入力軸３に直結するリングギヤ２０が噛合している。そしてサンギヤ１６とキャリヤ１７との間には、ＯＤダイレクトクラッチＣ０とワンウェイクラッチＦ０とが介装され、また、サンギヤ１６とトランスミッションケース１５との間にはＯＤブレーキＢ０が介装されている。
【００１７】フロントプラネタリギヤユニット１１は、出力軸５に直結するキャリヤ２１、キャリヤ２１に軸着するピニオン２２、ピニオン２２に噛合するリングギヤ２３、ピニオン２２に噛合するフロントサンギヤ２５ａを前端部に形成すると共に、後端部にはリヤプラネタリギヤユニット１２のピニオン２６に噛合するリヤサンギヤ２５ｂを形成するサンギヤ２５を備えている。このサンギヤ２５は、トランスミッションケース１５との間に第１コーストブレーキＢ１が介装され、また、入力軸３との間にはダイレクトクラッチＣ２が介装されている。更に、リングギヤ２３と入力軸３との間にはフォワードクラッチＣ１が介在している。
【００１８】リヤプラネタリギヤユニット１２は、出力軸５に直結するリングギヤ２７、リングギヤ２７に噛合するピニオン２６及びピニオン２６を軸支するキャリヤ２９を有し、ピニオン２６に噛合するリヤサンギヤ２５ｂは、フロントプラネタリギヤユニット１１のフロントサンギヤ２５ａと共に、サンギヤ２５の前端と後端とに形成されている。そして、サンギヤ２５は、出力軸５に回動自在に被嵌すると共に、ワンウェイクラッチＦ１、ブレーキＢ２を介してトランスミッションケース１５に連結されている。また、キャリヤ２９とトランスミッションケース１５との間には、ブレーキＢ３及びワンウェイクラッチＦ２が介装されている。
【００１９】ついで、上述の自動変速機１の作動を、図２R>２及び図３に沿って説明する。
【００２０】自動変速機１の各クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２、各ブレーキＢ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３及び各ワンウェイクラッチＦ０，Ｆ１，Ｆ２は、各ポジションＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，３，Ｌにおける各変速段にて、それぞれ図３に示す作動表のように制御されている。なお、同図中において、各クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２、各ブレーキＢ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の係合状態と、各ワンウェイクラッチＦ０，Ｆ１，Ｆ２のロック状態とは○印で図示し、一方、前者の解放状態と後者とのフリー状態は、×印で図示している。ただし、ワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２の◎印は、エンジンブレーキ時には、各ワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２がフリー状態であることを示す。
【００２１】まず、Ｄレンジ又は３レンジにおける１速時は、ＯＤダイレクトクラッチＣ０、ワンウェイクラッチＦ０，Ｆ２及びフォワードクラッチＣ１が係合し、他は解放状態になっている。従って、副変速ユニット１０は、ＯＤダイレクトクラッチＣ０及びワンウェイクラッチＦ０を介してＯＤプラネタリギヤユニット９が一体となって直結状態となっており、ＯＤ入力軸２の右回転はそのまま主変速ユニット１３の入力軸３に伝達される。また主変速ユニット１３では、入力軸３の回転がフォワードクラッチＣ１を介してフロントプラネタリギヤユニット１１のリングギヤ２３に伝達され、更にピニオン２２、及びピニオン２２と一体の出力軸５に伝達されると共に、サンギヤ２５を介してリヤプラネタリギヤユニット１２のピニオン２６に左方向の公転力を付与するが、ワンウェイクラッチＦ２にてこの公転が阻止され、ピニオン２６は自転して出力軸５と一体のリングギヤ２７に動力伝達する。即ち主変速ユニット１３は、１速状態であって、副変速ユニット１０の直結状態と相俟って、自動変速機１全体として１速状態になる。なお、このとき、主変速ユニット１３は、出力軸５に回転トルクを伝達するに際し、フロントプラネタリギヤユニット１１を介して伝達するものとリヤプラネタリギヤユニット１２を介して伝達するものとの２系統に分岐し、その分各ギヤの受ける荷重を分散している。
【００２２】また、Ｄレンジにおける２速時は、ＯＤブレーキＢ０、ワンウェイクラッチＦ２及びフォワードクラッチＣ１が係合し、他は解放状態になっている。従って、副変速ユニット１０は、サンギヤ１６がＯＤブレーキＢ０にてロックされ、ピニオン１９が公転しながら自転してリングギヤ２０に動力を伝達し、主変速ユニット１３の入力軸３に増速（０Ｄ）回転を伝達する。また主変速ユニット１３は先の１速状態と同じであり、従って主変速ユニット１３の１速と副変速ユニット１０の増速とが相俟って自動変速機１全体として２速状態になる。
【００２３】また、Ｄレンジにおける３速時は、ＯＤダイレクトクラッチＣ０、ワンウェイクラッチＦ０、フォワードクラッチＣ１、ワンウェイクラッチＦ１及びブレーキＢ２が係合し、他は解放状態にある。従って、副変速ユニット１０は先に述べた直結状態にあり、ＯＤ入力軸２の回転がそのまま主変速ユニット１３の入力軸３に伝達される。また主変速ユニット１３は、入力軸３の回転がクラッチＣ１を介してフロントプラネタリギヤユニット１１のリングギヤ２３に伝わり、ピニオン２２を介してサンギヤ２５に左方向の回転力を付与するが、該サンギヤ２５はブレーキＢ２の係合に伴うワンウェイクラッチＦ１にて該方向の回転が阻止され、従ってピニオン２２は自転しながら公転し、フロントプラネタリギヤユニット１１のみを経由して２速回転が出力軸５に伝達される。これにより、副変速ユニット１０の直結状態と主変速ユニット１３の２速状態とが相俟って、自動変速機１全体として３速が得られる。
【００２４】また、Ｄレンジにおける４速時は、ＯＤダイレクトクラッチＣ０、ワンウェイクラッチＦ０、フォワードクラッチＣ１、ダイレクトクラッチＣ２及びブレーキＢ２が係合し、他は解放状態にある。従って、副変速ユニット１０は先に述べた直結状態にあり、また主変速ユニット１３は、クラッチＣ１，Ｃ２の係合によりフロントプラネタリギヤユニット１１が一体になって、入力軸３の回転はそのまま出力軸５に伝達される。これにより、副変速ユニット１０の直結及び主変速ユニット１３の３速が相俟って、自動変速機１全体としてＯＤ入力軸２、入力軸３、出力軸５が一体に回転する４速が得られる。
【００２５】また、Ｄレンジにおける５速時は、ＯＤブレーキＢ０、フォワードクラッチＣ１、ダイレクトクラッチＣ２及びブレーキＢ２が係合し、他は解放状態にある。従って、副変速ユニット１０は先に述べた増速（ＯＤ）状態にあり、また主変速ユニット１３も先に述べた３速状態にあり、これら両変速ユニット１０，１３が相俟って自動変速機１全体として５速が得られる。
【００２６】また、Ｒレンジ時は、ＯＤダイレクトクラッチＣ０、ワンウェイクラッチＦ０、ダイレクトクラッチＣ２及びブレーキＢ３が係合し、他は解放状態にある。従って、副変速ユニット１０は直結状態にあり、また主変速ユニット１３は、入力軸３の回転がクラッチＣ２により直接サンギヤ２５に伝達され、かつブレーキＢ３によりリアのピニオン２６の公転がロックされているので、サンギヤ２５の回転はピニオン２６の自転を介してリングギヤ２７に左回転として伝達され、出力軸５を逆転する。
【００２７】また、３レンジ又はＬレンジにおける３速時は、先に述べたＤレンジの３速において、第１コーストブレーキＢ１が係合しており、従ってサンギヤ２５の回転が両方向とも阻止され、エンジンブレーキが可能となる。
【００２８】また、Ｌレンジにおける１速時は、Ｄレンジにおける１速において、ブレーキＢ３が係合しており、従ってリヤのピニオン２６の公転が両方向とも阻止され、エンジンブレーキが可能となる。
【００２９】このように、ピニオン２２は、主変速ユニット１３の１速又は２速のときに、キャリヤ２１による公転運動の外にリングギヤ２３による自転が加わり、キャリヤ２１に対して相対回転することになる。そして、特にこれに、副変速ユニット１０による増速が加わり、自動変速機１全体として２速のときに、ピニオン２２の相対回転は増速されることになり、ピニオン２２に供給する潤滑油量を増やすことが必要になる。
【００３０】ついで、本発明の主要部分であるフロントプラネタリギヤユニット１１について、図１に沿って詳述する。
【００３１】フロントプラネタリギヤユニット１１は、全体として出力軸５の回りに配設されており、出力軸５には、軸方向に形成した油路５ａと、油路５ａから径方向に穿設した油路５ｂ，５ｃ，５ｄとによって潤滑油の供給経路が形成されている。
【００３２】出力軸５の外周の後端側（図１の右側）には、サンギヤ２５が回動自在に被嵌されており、サンギヤ２５には、内周側と、外周側の歯部２５ｄとを連通する油路２５ｅが形成されている。また歯部２５ｄの後端にはドラム部材２５ｆが係合されていて、前側のダイレクトクラッチＣ２の係脱によって、入力軸３の回転がドラム部材２５ｆを介してサンギヤ２５に接断するようになっている。更に、第１コーストブレーキＢ１にてドラム部材２５ｆを固定するときは、これによってサンギヤ２５はロックされる。
【００３３】出力軸５の油路５ｂ，５ｄ間の外周面には、油路５ｃの前側と後側とにスプライン５ｅが形成されており、スプライン５ｅには、キャリヤ２１のボス部２１ａが係合されている。ボス部２１ａは前後に長く形成してあり、軸方向の中途にて出力軸５の油路５ｃに向けて開口する潤滑油路２１ｅがキャリヤ２１の径方向に形成されている。潤滑油路２１ｅは更にキャリヤ２１のピン２１ｆを軸方向に貫通した上、更に径方向に貫通してピニオン２２の内周に向けて開口している。なお、潤滑油路２１ｅは、所定箇所がプラグ２１ｇによって閉栓され、また、出力軸５の油路５ｃとの接合部分がその前後のスプライン結合によって油密状に保たれており、油路５ａ，５ｃを介して供給される潤滑油が、ピニオン２２の内周に有効に供給されるようになっている。このピニオン２２は、ニードルベアリング２２ａを介してピン２１ｆの外周に回動自在に支持されており、内径側にてサンギヤ２５の歯部２５ｄに噛合し、外径側にてリングギヤ２３の内周面の歯部２３ｂに噛合している。なお、ピニオン２２の前端面及び後端面にはワシャ２２ｂが配置されている。
【００３４】リングギヤ２３は、内径側にハブ部２３ａを形成し、このハブ部２３ａの内周が、キャリヤ２１の前方に延長したボス部２１ａの外周面２１ｈに係合し、これによりリングギヤ２３はその全体が回動自在に支持される。また、リングギヤ２３の前面と入力軸３との間及び、後面とキャリヤ２１との間には、それぞれスラストベアリング２３ｃが介装されている。更に、リングギヤ２３には、入力軸３と一体のフランジ部材３ａとの間にフォワードクラッチＣ１が介装されており、これをアクチュエータ２６にて係脱することにより、入力軸３の回転がリングギヤ２３に接断するようになっている。ただし、自動車の前進時は常時、フォワードクラッチＣ１は係合し、これにより、リングギヤ２３は常に回転している。
【００３５】ついで、上述した実施例の作動について、図１、図２に沿って説明する。
【００３６】前述のように、副変速ユニット１０を増速（ＯＤ）状態、また、主変速ユニット１３を１速状態にし、自動変速機１全体として２速にすると、入力軸３が増速回転し、フォワードクラッチＣ１を介してリングギヤ２３も増速回転する。一方、サンギヤ２５は、ダイレクトクラッチＣ２の解放に基づき、リングギヤ２３とは逆方向に回転し、これによりピニオン２２は高速にて自転、すなわちキャリヤ２１に対して相対回転する。
【００３７】このとき、図示しない油圧装置によって出力軸５の油路５ａに供給された潤滑油は、漏洩することなく、油路５ｃから、キャリヤ２１の潤滑油路２１ｅに供給され、更に、ピニオン２２の内周、すなわちニードルベアリング２２ａに強制的に供給される。これにより、多くの潤滑油を有効にピニオン２２に供給することができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、キャリヤのボス部を軸方向に延長して軸の外周面にスプライン結合し、ボス部の外周面に係合するハブ部によってリングギヤを回動自在に支持し、更に、キャリヤを貫通する潤滑油路を形成し、その一端をボス部の軸方向の中途にて軸の油路に向けて開口し、他端をピニオンの内周に向けて開口することにより、キャリヤと軸との連結長さを十分確保しながらもキャリヤとリングギヤとの軸方向の配設長さの増加を防止でき、しかも、潤滑油が軸からキャリヤに供給されるときの漏洩を極小に抑えることができるので、キャリヤと軸との十分な連結強度を実現し、また、全体の軸方向のコンパクト性を損なうことなしに、強制潤滑により多量の潤滑油をピニオンの内周に有効に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す断面図。
【図２】本発明を適用した自動変速機の概要図。
【図３】自動変速機の作動表。
【図４】従来例を示す要部断面図。
【符号の説明】
５ 出力軸（軸）
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 油路
５ｅ スプライン
１１ フロントプラネタリギヤユニット（プラネタリギヤユニット）
２１ キャリヤ
２１ａ ボス部
２１ｅ 潤滑油路
２１ｈ ボス部の外周面
２２ ピニオン
２３ リングギヤ
２３ａ ハブ部
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラネタリギヤユニットの強制潤滑機構に係り、詳しくは、キャリヤの内部を貫通する潤滑油路を形成し、この潤滑油路を介して、ピニオンの内周に潤滑油を供給する強制潤滑機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の自動変速機に組み込まれたプラネタリギヤユニット１１は、例えば図４に示すように、出力軸５の回りに配設したサンギヤ２５、キャリヤ２１、ピニオン２２及びリングギヤ２３の各回転要素を備えてなり、ピニオン２２に対する潤滑は、遠心力を利用して行っている。
【０００３】出力軸５には、軸方向の油路５ａと径方向の油路５ｂ，５ｃ，５ｄとが形成されており、出力軸５の外周には、サンギヤ２５が被嵌され、キャリヤ２１のボス部２１ａがスプライン結合され、また、リングギヤ２３のハブ部２３ａが係合されている。
【０００４】サンギヤ２５とリングギヤ２３とに噛合するピニオン２２は、キャリヤ２１のピン２１ｂに装着したニードルベアリング２２ａによって回動自在に支持されており、ピン２１ｂには、軸方向の油穴２１ｃとこれに連通してニードルベアリング２２ａに向けて開口する油穴２１ｄとが形成されている。また、油穴２１ｃの入口には、オイルリザーバ２１ｋが取り付けられている。
【０００５】そして、プラネタリギヤユニット１１の回転要素が作動するとき、ピニオン２２の内周に供給される潤滑油は、出力軸５の油路５ａ，５ｃを介して出力軸５の外周側に供給され、これに作用する遠心力によって、相互に隣接するボス部２１ａとハブ部２３ａとの間に介装されたスラストベアリング２３ｂを通過し、つづいてオイルリザーバ２１ｋにガイドされてピン２１ｂの油穴２１ｃに導かれ、更に油穴２１ｄを通ってピニオン２２の内周、すなわちニードルベアリング２２ａに供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近時、自動車エンジンの高回転化、高トルク化に伴い、キャリヤに対するピニオンの相対回転速度が上昇し、また、伝達トルクも増大する傾向にある。このためピニオンの内周に更に多くの潤滑油を供給することが必須となったが、遠心力による消極的な潤滑に頼っていたのでは、十分な潤滑油量を供給することが困難であるという問題が発生した。
【０００７】しかし、潤滑油量を増加するために積極的に強制潤滑するときは、出力軸にスプライン結合しているキャリヤのボス部に油穴を穿設することが必要であり、油穴の穿設は、ボス部と軸との連結強度を低下させることになる。また、連結強度の低下を防ぐためにボス部の軸方向の長さを伸ばして連結長さを延長することが考えられるが、このときは、リングギヤの装着位置をずらさねばならず、プラネタリギヤユニット全体の軸方向の長さが延長されてしまうという新たな問題が発生するおそれがある。
【０００８】そこで、本発明は、軸にスプライン結合するキャリヤのボス部を軸方向に延長すると共に、ボス部の外周にてリングギヤを回動自在に支持し、かつキャリヤを貫通する潤滑油路を形成することにより、軸とキャリヤとの連結強度を低下させることなく、しかもプラネタリギヤユニットの全体長さを延長することなく、ピニオンの内周に十分な潤滑油量を供給することができるプラネタリギヤユニットの強制潤滑機構を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、軸の外周面においてキャリヤのボス部とリングギヤのハブ部とが軸方向に隣接して配置されると共に、キャリヤが回動自在に支持するピニオンに対し、軸に穿設した油路から潤滑油を供給してなるプラネタリギヤユニットにおいて、軸の外周面にスプラインを形成し、キャリヤのボス部を軸方向に延長して形成し、延長されたボス部をスプラインに係合し、延長されたボス部の外周面にハブ部を係合してリングギヤを回動自在に支持し、キャリヤを貫通する潤滑油路を形成し、潤滑油路の一端を延長されたボス部の軸方向の中途にて軸の油路に向けて開口すると共に潤滑油路の他端をピニオンの内周に向けて開口してなることを特徴とする。
【００１０】
【作用】以上の構成に基づき、軸にスプライン結合するキャリヤのボス部の軸方向の長さを延長することにより、ボス部の中途にて開口する潤滑油路を形成しても、軸とキャリヤとの連結長さを長くして、両者の連結強度を強くすることができる。
【００１１】また、キャリヤのボス部を延長しても、これに隣接するリングギヤのハブ部をボス部の外周面に係合してキャリヤを回動自在に支持することにより、ボス部とハブ部との一部を重層させることができるから、プラネタリギヤユニット全体が軸方向に延長されることはない。
【００１２】更に、キャリヤを貫通する潤滑油路は、一端がボス部の軸方向の中途にて開口しており、その前後においてはボス部と軸とがスプライン結合していて油密が保たれるから、潤滑油は、ここから漏洩することがなく、潤滑油路の他端が開口するピニオンの内周に有効に供給することができる。
【００１３】
【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例について説明する。
【００１４】なお、以下においては、本発明を図２に示すフロントプラネタリギヤユニット１１に適用した実施例を説明する。
【００１５】まず、フロントプラネタリギヤユニット１１を装着した自動変速機１について、図２に沿ってその概要を説明するに、自動変速機１は、同心状に配置したＯＤ入力軸２、入力軸３及び出力軸５を有しており、ＯＤ入力軸２上には、ロックアップクラッチ６を備えたトルクコンバータ７と、ＯＤプラネタリギヤユニット９からなる副変速ユニット１０とが配設され、一方、出力軸５上には、フロントプラネタリギヤユニット１１とリヤプラネタリギヤユニット１２とからなる主変速ユニット１３が配設されている。なお、これら３組のプラネタリギヤユニット９，１１，１２は、いずれもトランスミッションケース１５の内部に収容されている。
【００１６】ＯＤプラネタリギヤユニット９は、ＯＤ入力軸２に被嵌するサンギヤ１６及びＯＤ入力軸２に直結するキャリヤ１７を有し、キャリヤ１７にはサンギヤ１６に噛合するピニオン１９が軸着され、ピニオン１９には主変速ユニット１３の入力軸３に直結するリングギヤ２０が噛合している。そしてサンギヤ１６とキャリヤ１７との間には、ＯＤダイレクトクラッチＣ０とワンウェイクラッチＦ０とが介装され、また、サンギヤ１６とトランスミッションケース１５との間にはＯＤブレーキＢ０が介装されている。
【００１７】フロントプラネタリギヤユニット１１は、出力軸５に直結するキャリヤ２１、キャリヤ２１に軸着するピニオン２２、ピニオン２２に噛合するリングギヤ２３、ピニオン２２に噛合するフロントサンギヤ２５ａを前端部に形成すると共に、後端部にはリヤプラネタリギヤユニット１２のピニオン２６に噛合するリヤサンギヤ２５ｂを形成するサンギヤ２５を備えている。このサンギヤ２５は、トランスミッションケース１５との間に第１コーストブレーキＢ１が介装され、また、入力軸３との間にはダイレクトクラッチＣ２が介装されている。更に、リングギヤ２３と入力軸３との間にはフォワードクラッチＣ１が介在している。
【００１８】リヤプラネタリギヤユニット１２は、出力軸５に直結するリングギヤ２７、リングギヤ２７に噛合するピニオン２６及びピニオン２６を軸支するキャリヤ２９を有し、ピニオン２６に噛合するリヤサンギヤ２５ｂは、フロントプラネタリギヤユニット１１のフロントサンギヤ２５ａと共に、サンギヤ２５の前端と後端とに形成されている。そして、サンギヤ２５は、出力軸５に回動自在に被嵌すると共に、ワンウェイクラッチＦ１、ブレーキＢ２を介してトランスミッションケース１５に連結されている。また、キャリヤ２９とトランスミッションケース１５との間には、ブレーキＢ３及びワンウェイクラッチＦ２が介装されている。
【００１９】ついで、上述の自動変速機１の作動を、図２R>２及び図３に沿って説明する。
【００２０】自動変速機１の各クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２、各ブレーキＢ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３及び各ワンウェイクラッチＦ０，Ｆ１，Ｆ２は、各ポジションＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，３，Ｌにおける各変速段にて、それぞれ図３に示す作動表のように制御されている。なお、同図中において、各クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２、各ブレーキＢ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の係合状態と、各ワンウェイクラッチＦ０，Ｆ１，Ｆ２のロック状態とは○印で図示し、一方、前者の解放状態と後者とのフリー状態は、×印で図示している。ただし、ワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２の◎印は、エンジンブレーキ時には、各ワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２がフリー状態であることを示す。
【００２１】まず、Ｄレンジ又は３レンジにおける１速時は、ＯＤダイレクトクラッチＣ０、ワンウェイクラッチＦ０，Ｆ２及びフォワードクラッチＣ１が係合し、他は解放状態になっている。従って、副変速ユニット１０は、ＯＤダイレクトクラッチＣ０及びワンウェイクラッチＦ０を介してＯＤプラネタリギヤユニット９が一体となって直結状態となっており、ＯＤ入力軸２の右回転はそのまま主変速ユニット１３の入力軸３に伝達される。また主変速ユニット１３では、入力軸３の回転がフォワードクラッチＣ１を介してフロントプラネタリギヤユニット１１のリングギヤ２３に伝達され、更にピニオン２２、及びピニオン２２と一体の出力軸５に伝達されると共に、サンギヤ２５を介してリヤプラネタリギヤユニット１２のピニオン２６に左方向の公転力を付与するが、ワンウェイクラッチＦ２にてこの公転が阻止され、ピニオン２６は自転して出力軸５と一体のリングギヤ２７に動力伝達する。即ち主変速ユニット１３は、１速状態であって、副変速ユニット１０の直結状態と相俟って、自動変速機１全体として１速状態になる。なお、このとき、主変速ユニット１３は、出力軸５に回転トルクを伝達するに際し、フロントプラネタリギヤユニット１１を介して伝達するものとリヤプラネタリギヤユニット１２を介して伝達するものとの２系統に分岐し、その分各ギヤの受ける荷重を分散している。
【００２２】また、Ｄレンジにおける２速時は、ＯＤブレーキＢ０、ワンウェイクラッチＦ２及びフォワードクラッチＣ１が係合し、他は解放状態になっている。従って、副変速ユニット１０は、サンギヤ１６がＯＤブレーキＢ０にてロックされ、ピニオン１９が公転しながら自転してリングギヤ２０に動力を伝達し、主変速ユニット１３の入力軸３に増速（０Ｄ）回転を伝達する。また主変速ユニット１３は先の１速状態と同じであり、従って主変速ユニット１３の１速と副変速ユニット１０の増速とが相俟って自動変速機１全体として２速状態になる。
【００２３】また、Ｄレンジにおける３速時は、ＯＤダイレクトクラッチＣ０、ワンウェイクラッチＦ０、フォワードクラッチＣ１、ワンウェイクラッチＦ１及びブレーキＢ２が係合し、他は解放状態にある。従って、副変速ユニット１０は先に述べた直結状態にあり、ＯＤ入力軸２の回転がそのまま主変速ユニット１３の入力軸３に伝達される。また主変速ユニット１３は、入力軸３の回転がクラッチＣ１を介してフロントプラネタリギヤユニット１１のリングギヤ２３に伝わり、ピニオン２２を介してサンギヤ２５に左方向の回転力を付与するが、該サンギヤ２５はブレーキＢ２の係合に伴うワンウェイクラッチＦ１にて該方向の回転が阻止され、従ってピニオン２２は自転しながら公転し、フロントプラネタリギヤユニット１１のみを経由して２速回転が出力軸５に伝達される。これにより、副変速ユニット１０の直結状態と主変速ユニット１３の２速状態とが相俟って、自動変速機１全体として３速が得られる。
【００２４】また、Ｄレンジにおける４速時は、ＯＤダイレクトクラッチＣ０、ワンウェイクラッチＦ０、フォワードクラッチＣ１、ダイレクトクラッチＣ２及びブレーキＢ２が係合し、他は解放状態にある。従って、副変速ユニット１０は先に述べた直結状態にあり、また主変速ユニット１３は、クラッチＣ１，Ｃ２の係合によりフロントプラネタリギヤユニット１１が一体になって、入力軸３の回転はそのまま出力軸５に伝達される。これにより、副変速ユニット１０の直結及び主変速ユニット１３の３速が相俟って、自動変速機１全体としてＯＤ入力軸２、入力軸３、出力軸５が一体に回転する４速が得られる。
【００２５】また、Ｄレンジにおける５速時は、ＯＤブレーキＢ０、フォワードクラッチＣ１、ダイレクトクラッチＣ２及びブレーキＢ２が係合し、他は解放状態にある。従って、副変速ユニット１０は先に述べた増速（ＯＤ）状態にあり、また主変速ユニット１３も先に述べた３速状態にあり、これら両変速ユニット１０，１３が相俟って自動変速機１全体として５速が得られる。
【００２６】また、Ｒレンジ時は、ＯＤダイレクトクラッチＣ０、ワンウェイクラッチＦ０、ダイレクトクラッチＣ２及びブレーキＢ３が係合し、他は解放状態にある。従って、副変速ユニット１０は直結状態にあり、また主変速ユニット１３は、入力軸３の回転がクラッチＣ２により直接サンギヤ２５に伝達され、かつブレーキＢ３によりリアのピニオン２６の公転がロックされているので、サンギヤ２５の回転はピニオン２６の自転を介してリングギヤ２７に左回転として伝達され、出力軸５を逆転する。
【００２７】また、３レンジ又はＬレンジにおける３速時は、先に述べたＤレンジの３速において、第１コーストブレーキＢ１が係合しており、従ってサンギヤ２５の回転が両方向とも阻止され、エンジンブレーキが可能となる。
【００２８】また、Ｌレンジにおける１速時は、Ｄレンジにおける１速において、ブレーキＢ３が係合しており、従ってリヤのピニオン２６の公転が両方向とも阻止され、エンジンブレーキが可能となる。
【００２９】このように、ピニオン２２は、主変速ユニット１３の１速又は２速のときに、キャリヤ２１による公転運動の外にリングギヤ２３による自転が加わり、キャリヤ２１に対して相対回転することになる。そして、特にこれに、副変速ユニット１０による増速が加わり、自動変速機１全体として２速のときに、ピニオン２２の相対回転は増速されることになり、ピニオン２２に供給する潤滑油量を増やすことが必要になる。
【００３０】ついで、本発明の主要部分であるフロントプラネタリギヤユニット１１について、図１に沿って詳述する。
【００３１】フロントプラネタリギヤユニット１１は、全体として出力軸５の回りに配設されており、出力軸５には、軸方向に形成した油路５ａと、油路５ａから径方向に穿設した油路５ｂ，５ｃ，５ｄとによって潤滑油の供給経路が形成されている。
【００３２】出力軸５の外周の後端側（図１の右側）には、サンギヤ２５が回動自在に被嵌されており、サンギヤ２５には、内周側と、外周側の歯部２５ｄとを連通する油路２５ｅが形成されている。また歯部２５ｄの後端にはドラム部材２５ｆが係合されていて、前側のダイレクトクラッチＣ２の係脱によって、入力軸３の回転がドラム部材２５ｆを介してサンギヤ２５に接断するようになっている。更に、第１コーストブレーキＢ１にてドラム部材２５ｆを固定するときは、これによってサンギヤ２５はロックされる。
【００３３】出力軸５の油路５ｂ，５ｄ間の外周面には、油路５ｃの前側と後側とにスプライン５ｅが形成されており、スプライン５ｅには、キャリヤ２１のボス部２１ａが係合されている。ボス部２１ａは前後に長く形成してあり、軸方向の中途にて出力軸５の油路５ｃに向けて開口する潤滑油路２１ｅがキャリヤ２１の径方向に形成されている。潤滑油路２１ｅは更にキャリヤ２１のピン２１ｆを軸方向に貫通した上、更に径方向に貫通してピニオン２２の内周に向けて開口している。なお、潤滑油路２１ｅは、所定箇所がプラグ２１ｇによって閉栓され、また、出力軸５の油路５ｃとの接合部分がその前後のスプライン結合によって油密状に保たれており、油路５ａ，５ｃを介して供給される潤滑油が、ピニオン２２の内周に有効に供給されるようになっている。このピニオン２２は、ニードルベアリング２２ａを介してピン２１ｆの外周に回動自在に支持されており、内径側にてサンギヤ２５の歯部２５ｄに噛合し、外径側にてリングギヤ２３の内周面の歯部２３ｂに噛合している。なお、ピニオン２２の前端面及び後端面にはワシャ２２ｂが配置されている。
【００３４】リングギヤ２３は、内径側にハブ部２３ａを形成し、このハブ部２３ａの内周が、キャリヤ２１の前方に延長したボス部２１ａの外周面２１ｈに係合し、これによりリングギヤ２３はその全体が回動自在に支持される。また、リングギヤ２３の前面と入力軸３との間及び、後面とキャリヤ２１との間には、それぞれスラストベアリング２３ｃが介装されている。更に、リングギヤ２３には、入力軸３と一体のフランジ部材３ａとの間にフォワードクラッチＣ１が介装されており、これをアクチュエータ２６にて係脱することにより、入力軸３の回転がリングギヤ２３に接断するようになっている。ただし、自動車の前進時は常時、フォワードクラッチＣ１は係合し、これにより、リングギヤ２３は常に回転している。
【００３５】ついで、上述した実施例の作動について、図１、図２に沿って説明する。
【００３６】前述のように、副変速ユニット１０を増速（ＯＤ）状態、また、主変速ユニット１３を１速状態にし、自動変速機１全体として２速にすると、入力軸３が増速回転し、フォワードクラッチＣ１を介してリングギヤ２３も増速回転する。一方、サンギヤ２５は、ダイレクトクラッチＣ２の解放に基づき、リングギヤ２３とは逆方向に回転し、これによりピニオン２２は高速にて自転、すなわちキャリヤ２１に対して相対回転する。
【００３７】このとき、図示しない油圧装置によって出力軸５の油路５ａに供給された潤滑油は、漏洩することなく、油路５ｃから、キャリヤ２１の潤滑油路２１ｅに供給され、更に、ピニオン２２の内周、すなわちニードルベアリング２２ａに強制的に供給される。これにより、多くの潤滑油を有効にピニオン２２に供給することができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、キャリヤのボス部を軸方向に延長して軸の外周面にスプライン結合し、ボス部の外周面に係合するハブ部によってリングギヤを回動自在に支持し、更に、キャリヤを貫通する潤滑油路を形成し、その一端をボス部の軸方向の中途にて軸の油路に向けて開口し、他端をピニオンの内周に向けて開口することにより、キャリヤと軸との連結長さを十分確保しながらもキャリヤとリングギヤとの軸方向の配設長さの増加を防止でき、しかも、潤滑油が軸からキャリヤに供給されるときの漏洩を極小に抑えることができるので、キャリヤと軸との十分な連結強度を実現し、また、全体の軸方向のコンパクト性を損なうことなしに、強制潤滑により多量の潤滑油をピニオンの内周に有効に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す断面図。
【図２】本発明を適用した自動変速機の概要図。
【図３】自動変速機の作動表。
【図４】従来例を示す要部断面図。
【符号の説明】
５ 出力軸（軸）
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 油路
５ｅ スプライン
１１ フロントプラネタリギヤユニット（プラネタリギヤユニット）
２１ キャリヤ
２１ａ ボス部
２１ｅ 潤滑油路
２１ｈ ボス部の外周面
２２ ピニオン
２３ リングギヤ
２３ａ ハブ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】 軸の外周面においてキャリヤのボス部とリングギヤのハブ部とが軸方向に隣接して配置されると共に、該キャリヤが回動自在に支持するピニオンに対し、軸に穿設した油路から潤滑油を供給してなるプラネタリギヤユニットにおいて、前記軸の外周面にスプラインを形成し、前記ボス部を軸方向に延長して形成し、該延長されたボス部を前記スプラインに係合し、該延長されたボス部の外周面に前記ハブ部を係合して前記リングギヤを回動自在に支持し、前記キャリヤを貫通する潤滑油路を形成し、該潤滑油路の一端を前記延長されたボス部の軸方向の中途にて前記軸の油路に向けて開口すると共に他端を前記ピニオンの内周に向けて開口してなることを特徴とするプラネタリギヤユニットの強制潤滑機構。
【請求項１】 軸の外周面においてキャリヤのボス部とリングギヤのハブ部とが軸方向に隣接して配置されると共に、該キャリヤが回動自在に支持するピニオンに対し、軸に穿設した油路から潤滑油を供給してなるプラネタリギヤユニットにおいて、前記軸の外周面にスプラインを形成し、前記ボス部を軸方向に延長して形成し、該延長されたボス部を前記スプラインに係合し、該延長されたボス部の外周面に前記ハブ部を係合して前記リングギヤを回動自在に支持し、前記キャリヤを貫通する潤滑油路を形成し、該潤滑油路の一端を前記延長されたボス部の軸方向の中途にて前記軸の油路に向けて開口すると共に他端を前記ピニオンの内周に向けて開口してなることを特徴とするプラネタリギヤユニットの強制潤滑機構。
【図１】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【特許番号】第２７１２８６２号
【登録日】平成９年（１９９７）１０月３１日
【発行日】平成１０年（１９９８）２月１６日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−６３９６３
【出願日】平成３年（１９９１）３月５日
【公開番号】特開平４−２７７３５９
【公開日】平成４年（１９９２）１０月２日
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【参考文献】
【文献】特開 昭５８−１３１４５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−２７８０５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開 昭６３−４９０５３（ＪＰ，Ｕ）
【登録日】平成９年（１９９７）１０月３１日
【発行日】平成１０年（１９９８）２月１６日
【国際特許分類】
【出願日】平成３年（１９９１）３月５日
【公開番号】特開平４−２７７３５９
【公開日】平成４年（１９９２）１０月２日
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【参考文献】
【文献】特開 昭５８−１３１４５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−２７８０５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開 昭６３−４９０５３（ＪＰ，Ｕ）
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